波前测量方法及装置、以及曝光方法及装置制造方法

波前测量方法及装置、以及曝光方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种求出投影光学系统的波前信息的波前测量方法，包含下述步骤：使从测量用中间掩模的销孔阵列射出的光束照射至投影光学系统；使通过了投影光学系统的光束入射至在X方向以及Y方向具有周期性且X方向以及Y方向的透过率分布具有正弦波状的分布的衍射光栅；以及基于因从衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹，来求出投影光学系统(PO)的波前信息。基于使用衍射光栅而得到的干涉条纹，能够高精度地测量被检光学系统的波前信息。
【专利说明】波前测量方法及装置、以及曝光方法及装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及基于例如由错位干涉生成的干涉条纹来测量被检光学系统的波前信息的波前测量技术、使用该波前测量技术的曝光技术、以及使用该曝光技术的器件制造方法。

【背景技术】
[0002]在用于制造半导体器件等的光刻工艺所使用的曝光装置中，为了提高分辨率而进行曝光用光的短波长化，最近，使用一种利用如ArF或者KrF准分子激光那样的从远紫外区到真空紫外区的波长的激光作为曝光用光的曝光装置。并且，还在开发一种利用包含波长为10nm左右以下的软X射线的极端紫外光(Extreme Ultrav1let Light:以下称为EUV光)作为曝光用光的曝光装置(EUV曝光装置)。在这些曝光装置中，需要高精度测量投影光学系统的波前像差。
[0003]作为以往的波前像差的测量装置，公知有一种在投影光学系统的物体面配置规定排列的多个销孔等，使从这些多个销孔等产生的光束通过投影光学系统、以及具有在正交的2个方向周期性排列的多个矩形状的开口图案的衍射光栅，并利用拍摄元件来接收因从该衍射光栅产生的多个衍射光引起的横向错移的波前的干涉条纹的错位干涉方式的测量装置(例如，参照专利文献I)。
[0004]专利文献1:日本特开2007 - 173461号公报
[0005]在以往的错位干涉方式的测量装置中，由于从衍射光栅的多个开口图案以相对较高的光强度射出高阶衍射光，并且来自投影光学系统的物体面的多个销孔的高阶衍射光也通过投影光学系统，所以在被接收的干涉条纹中例如混入高阶干涉光噪声，被恢复的波前的精度有可能降低。


【发明内容】

[0006]本发明的方式鉴于这样的情况而提出，其目的在于，基于使用衍射光栅而得到的干涉条纹，来高精度地测量被检光学系统的波前信息。
[0007]根据本发明的第一方式，提供一种求出被检光学系统的波前信息的波前测量方法，该波前测量方法包含下述步骤:使从光射出部射出的光束照射至该被检光学系统；使通过了该被检光学系统的光束入射到至少在第一方向具有周期性、且该第一方向的透过率分布具有正弦波状的分布的衍射光栅；以及基于因从上述衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹来求出该被检光学系统的波前信息。
[0008]根据第二方式，提供一种求出被检光学系统的波前信息的波前测量方法，该波前测量方法包含下述步骤:使具有正弦波状的分布中至少I个周期的量的分布作为第一方向的光量分布的光束照射至该被检光学系统；使通过了该被检光学系统的光束入射到至少在与该第一方向对应的方向具有周期性的衍射光栅；以及基于因从上述衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹来求出上述被检光学系统的波前信息。
[0009]根据第三方式，提供一种曝光方法，在利用曝光用光对图案进行照明，并利用该曝光用光经由该图案以及投影光学系统对基板曝光的曝光方法中，为了测量该投影光学系统的波前像差，使用第一方式或者第二方式的波前测量方法。
[0010]根据第四方式，提供一种基于从光射出部射出的光束，来求出被检光学系统的波前信息的波前测量装置，该波前测量装置具备:衍射光栅，其被入射从该光射出部射出并通过了该被检光学系统的光束，至少在第一方向具有周期性且该第一方向的透过率分布具有正弦波状的分布；检测器，其检测因从该衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹的强度分布；以及运算装置，其基于该检测器的检测结果来求出该被检光学系统的波前信息。
[0011]根据第五方式，提供一种求出被检光学系统的波前信息的波前测量装置，该波前测量装置具备:光射出部，其射出具有正弦波状的分布中至少I个周期量的分布作为第一方向的光量分布的光束；衍射光栅，其被入射从该光射出部射出并通过了上述被检光学系统的该光束，至少在与该第一方向对应的方向具有周期性；检测器，其检测因从该衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹的强度分布；以及运算装置，其基于该检测器的检测结果来求出该被检光学系统的波前信息。
[0012]根据第六方式，提供一种曝光装置，在利用曝光用光对图案进行照明，并利用上述曝光用光经由上述图案以及投影光学系统对基板进行曝光的曝光装置中，为了测量上述投影光学系统的波前像差，具备第四方式或者第五方式的波前测量装置。
[0013]根据第七方式，提供一种器件制造方法，该器件制造方法包括下述步骤:使用第三方式的曝光方法或者第六方式的曝光装置来对感光性基板进行曝光；以及对该被曝光后的感光性基板进行处理。
[0014]根据本发明的方式，由于衍射光栅的透过率分布或者入射至被检光学系统的光束的光量分布具有正弦波状的分布，所以可降低从衍射光栅射出的高阶衍射光等的影响。因此，能够降低高阶干涉光等的影响而高精度地测量被检光学系统的波前信息。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是表示具备第一实施方式所涉及的波前像差测量装置的曝光装置的图。
[0016]图2(A)是表示图1中的投影光学系统PO以及测量主体部8的图，(B)是表示图2(A)中的销孔阵列的一部分的放大图，(C)是表示图2(A)中的衍射光栅10的图案的一部分的放大图，(D)是表示衍射光栅10的透过率分布的一个例子的图，(E)是表示图2(A)中的干涉条纹的一个例子的图。
[0017]图3(A)是表示衍射光栅10中的光栅图案单元的放大图，(B)是沿X方向表示一维的光栅图案单元的放大图，(C)是沿Y方向表示一维的光栅图案单元的放大图。
[0018]图4(A)是表示3种光栅图案单元的遮光部以及透过部的线宽的组合的一个例子的图，(B)是表示从衍射光栅10射出的衍射光的强度的图，(C)是表示使用了周期面光源的情况下的衍射光间的相干度的图。
[0019]图5(A)是表示变形例的光栅图案单元的放大图，(B)是表示其它变形例的光栅图案单元的放大图。
[0020]图6是表示投影光学系统PO的波前像差的测量动作的一个例子的流程图。
[0021]图7(A)是表示测量主体部的第一变形例的图，(B)是表示测量主体部的第二变形例的图。
[0022]图8是表示第一变形例的衍射光栅图案的一部分的放大图。
[0023]图9(A)是表不第二变形例的衍射光栅图案的一部分的放大图，⑶是表不图9(A)中的光栅图案单元的放大图，(C)是表示衍射光间的相干度的一个例子的图。
[0024]图10(A)是表示第二实施方式涉及的投影光学系统PO以及测量主体部8A的图，(B)是表示图10(A)的射出图案单元的放大图，(C)是表示光栅图案单元的Y方向的透过率分布的图，(D)是表示光栅图案单元的X方向的透过率分布的图，(E)是表示图10(A)的衍射光栅的一部分的放大图，(F)是表示图10(A)中的干涉条纹的一个例子的图。
[0025]图1l(A)是表示两种射出图案单元的遮光部以及透过部的线宽的组合的一个例子的图，(B)是表示从射出图案射出的衍射光间的相干度的图。
[0026]图12是表示电子器件的制造工序的一个例子的流程图。

【具体实施方式】
[0027][第一实施方式]
[0028]参照图1?图6对本发明的第一实施方式进行说明。
[0029]图1简要地表示本实施方式涉及的曝光装置EX的整体结构。作为一个例子，曝光装置EX是由扫描步进机(扫描仪)构成的扫描曝光型的投影曝光装置。在图1中，曝光装置EX具备投影光学系统PO (投影单元PU)，以下，与投影光学系统PO的光轴AX平行地选取Z轴，在与其正交的面(近似与水平面平行的面)内沿着中间掩模(reticle)与晶圆被相对扫描的方向(扫描方向)选取Y轴，沿着与Z轴以及Y轴正交的方向(非扫描方向)选取X轴，将绕X轴、Y轴、以及Z轴的旋转(倾斜)方向分别作为Θ X、Θ y、以及Θ Z方向来进行说明。
[0030]曝光装置EX具备照明系统ILS、保持被来自照明系统ILS的曝光用的照明光(曝光用光)EL照明的中间掩模R (掩模)的中间掩模载物台RST、包含使从中间掩模R射出的照明光EL投射至晶圆W(基板)的投影光学系统PO的投影单元PU、保持晶圆W的晶圆载物台WST、控制装置整体的动作的由计算机构成的主控制系统16、以及测量投影光学系统PO的波前像差信息的波前测量装置80。
[0031]照明系统ILS例如如美国专利申请公开第2003/0025890号说明书等中公开那样，包含光源和照明光学系统，照明光学系统具有:包含衍射光学元件或者空间光调制器等来形成用于通常照明、多极照明、或者环形照明等的光量分布的光量分布形成光学系统；包含光学积分器的照度均匀化光学系统；视场光阑(固定中间掩模遮帘以及可动中间掩模遮帘)；以及电容光学系统(均未图示)等。照明系统ILS通过照明光EL以近似均匀的照度对在被视场光阑规定的中间掩模R的图案面(下表面)的X方向细长的狭缝状的照明区域IAR进行照明。
[0032]作为一个例子，使用ArF准分子激光(波长193nm)作为照明光EL。此外，作为照明光，也能够使用KrF准分子激光(波长248nm)、YAG激光器或者固体激光器(半导体激光器等)的闻次谐波、或者水银灯的売线Q线等)等。
[0033]中间掩模R通过真空吸附等被保持在中间掩模载物台RST的上表面，在中间掩模R的图案面，形成有电路图案以及对准标记。中间掩模载物台RST例如通过包含直线电机等的载物台驱动系统(未图示)，能够在XY平面内微少驱动，并且能够在扫描方向(Y方向)以被指定的扫描速度驱动。
[0034]通过由激光干涉仪构成的中间掩模干涉仪72，经由移动镜74(或者被镜面加工后的载物台端面)例如以0.5?0.1nm左右的分辨率总是检测中间掩模载物台RST的移动面内的位置信息(包含X方向、Y方向的位置、以及ΘΖ方向的旋转角)。中间掩模干涉仪72的测量值被发送至主控制系统16。主控制系统16基于该测量值来控制上述的载物台驱动系统，从而控制中间掩模载物台RST的位置以及速度。
[0035]在图1中，被配置在中间掩模载物台RST的下方的投影单元I3U包含镜筒60、和具有在镜筒60内以规定的位置关系被保持的多个光学元件的投影光学系统PO。投影光学系统PO例如在两侧远心具有规定的投影倍率β (例如1/4倍、1/5倍等缩小倍率)。若通过来自照明系统ILS的照明光EL照明中间掩模R的照明区域IAR，则基于通过了中间掩模R的照明光EL，经由投影单元PU(投影光学系统PO)在晶圆W的一个镜头区域上的曝光区域IA(与照明区域IAR共轭的区域)形成照明区域IAR内的中间掩模R的图案的像。晶圆W包含例如在由硅等构成的直径为200mm至450mm左右的圆板状的基体材料的表面以规定的厚度(例如数10?200nm左右)涂覆有光致抗蚀剂(感光剂)的基板。
[0036]另外，在本实施方式中，为了修正投影光学系统PO的成像特性，例如如在美国专利申请公开第2006/244940号说明书中公开那样，设置有控制投影光学系统PO中的规定的多个光学元件的光轴方向的位置、以及绕与光轴垂直的平面内的正交的2个轴的倾斜角的成像特性修正装置2。通过根据成像特性的修正量来驱动成像特性修正装置2，来将投影光学系统PO的成像特性维持在所希望的状态。
[0037]另外，由于曝光装置EX进行应用了液浸法的曝光，所以以包围镜筒40的下端部的周围的方式，设置有构成局部液浸装置的一部分的喷嘴单元62，其中，所述镜筒40保持构成投影光学系统PO的最靠像面侧(晶圆W侧)的光学元件即前端透镜66。喷嘴单元62具有能够供给曝光用的液体Lq (例如纯水)的供给口、和配置有能够回收液体Lq的多孔部件(网孔)的回收口。喷嘴单元62的供给口经由供给流路以及供给管64A与能够输出液体Lq的液体供给装置(未图示)连接。
[0038]在利用液浸法对晶圆W进行曝光时，从该液体供给装置输出的液体Lq在流过图1的供给管64A以及喷嘴单元62的供给流路后，从该供给口被供给至包含照明光EL的光路空间的晶圆W上的液浸区域。另外，从液浸区域经由喷嘴单元62的回收口回收后的液体Lq经由回收流路以及回收管64B被回收至液体回收装置(未图示)。此外，在不是液浸类型的曝光装置的情况下，也可以不设置上述的局部液浸装置。
[0039]另外，晶圆载物台WST经由未图示的多个气垫，以非接触的方式被支承在底盘WB的与XY面平行的上表面。另外，晶圆载物台WST例如能够通过平面电机、或者包含正交的2组直线电机的载物台驱动系统17向X方向以及Y方向驱动。曝光装置EX为了测量晶圆载物台WST的位置信息而具备包含由激光干涉仪构成的晶圆干涉仪76以及/或者编码器系统(未图示)的位置测量系统。
[0040]晶圆载物台WST的移动面内的位置信息(包含X方向、Y方向的位置、以及θζ方向的旋转角)由该位置测量系统例如以0.5?0.1nm左右的分辨率时常检测，该测量值被发送至主控制系统16。主控制系统16基于该测量值来控制载物台驱动系统17，从而控制晶圆载物台WST的位置以及速度。
[0041]晶圆载物台WST具备:载物台主体70，其被向X方向、Y方向驱动；晶圆工作台WTB，其被搭载在载物台主体70上；以及Z-调平机构，其被设置在载物台主体70内，相对性地微小驱动晶圆工作台WTB(晶圆W)相对于载物台主体70的Z方向的位置、以及θ X方向、Θ y方向的倾斜角。在晶圆工作台WTB的中央的上部，设置有通过真空吸附等将晶圆W保持在近似与XY平面平行的吸附面上的晶圆支架(未图示)。
[0042]在晶圆工作台WTB的上表面设置有高平整度的平板状的板体68，该高平整度的平板状的板体68具有与载置在晶圆支架上的晶圆的表面成为大致相同面的、对液体Lq进行了疏液化处理的表面(或者保护部件)，并且外形(轮廓)为矩形且在其中央部形成有比晶圆支架(晶圆的载置区域)大一圈的圆形的开口。
[0043]另外，在晶圆载物台WST的上部，以上表面成为与板对68的表面大致相同的高度的方式安装有用于测量投影光学系统PO的波前像差的测量主体部8 (详细内容将后述)。而且，在投影光学系统PO的波前像差测量时，作为一个例子，代替中间掩模R而向中间掩模载物台RST加载测量用中间掩模4。波前测量装置80具有照明系统ILS、测量用中间掩模4、测量主体部8、对从测量主体部8的拍摄元件14 (参照图2(A))输出的拍摄信号进行处理来求出投影光学系统PO的波前像差信息的运算装置12、以及控制测量主体部8的动作的主控制系统16。运算装置12将求出的波前像差信息供给至主控制系统16。主控制系统16以根据需要对该测量出的波前像差进行修正的方式，经由成像特性修正装置2对投影光学系统PO的成像特性进行修正。
[0044]并且，曝光装置EX具有用于进行中间掩模R以及晶圆W的对准的对准系统(未图示)、以及测量晶圆W的表面的Z位置(焦点位置)的分布的自动对焦传感器(未图示)。通过基于自动对焦传感器的测量值，来驱动晶圆载物台WST的Z-调平机构，在曝光中将晶圆W的表面聚焦到投影光学系统PO的像面。
[0045]在晶圆W的曝光时，作为基本的动作，在进行了晶圆W的对准后，通过晶圆载物台WST的向X方向、Y方向的移动(步进移动)，使晶圆W的曝光对象的镜头区域移动到投影光学系统PO的曝光区域的近前。而且，基于主控制系统12的控制，以中间掩模R的图案的一部分由投影光学系统PO形成的像对晶圆W的该镜头区域曝光，并且同步驱动中间掩模载物台RST以及晶圆载物台WST，对投影光学系统PO例如以投影倍率为速度比在Y方向扫描中间掩模R以及晶圆W，从而在该镜头区域的整个面扫描曝光中间掩模R的转印用图案的像。通过如此反复进行步进移动和扫描曝光，以步进-扫描方式对晶圆W的多个镜头区域依次曝光中间掩模R的图案的像。
[0046]在这样的曝光时，需要将投影光学系统PO的波前像差收纳在规定的允许范围内。因此，需要首先使用波前测量装置80来高精度地测量投影光学系统PO的波前像差。
[0047]以下，对本实施方式的曝光装置EX所具备的波前测量装置80的结构、以及投影光学系统PO的波前像差的测量方法进行说明。在投影光学系统PO的波前像差测量时，对中间掩模载物台RST加载测量用中间掩模4。在测量用中间掩模4的图案面，作为一个例子，形成有多个规则排列的销孔阵列6。而且，测量主体部8的上部移动到投影光学系统PL的曝光区域，从照明系统ILS射出的照明光EL经由销孔阵列6以及投影光学系统PO入射至测量主体部8。另外，在曝光装置EX是液浸型时，可以在投影光学系统PO的波前像差测量时也向投影光学系统PO与测量主体部8之间供给液体Lq。但也可以不供给液体Lq地测量投影光学系统PO的波前像差。
[0048]图2(A)表示投影光学系统PO的波前像差的测量时的测量用中间掩模4、投影光学系统PO、以及测量主体部8的排列的一个例子。在图2(A)中，测量主体部8具备:衍射光栅10，其与XY平面近似平行地配置，形成有二维的光栅图案DPl (详细内容将后述)；(XD型或者CMOS型等的二维的拍摄元件14，其检测由来自衍射光栅10的多个衍射光引起的错位干涉的干涉条纹；保持部件(未图示)，其保持衍射光栅10及拍摄元件14 ;以及压电元件等2轴的驱动元件9，其相对于该保持部件将衍射光栅10向X方向以及Y方向驱动微小量(衍射光栅10的I个周期?2个周期左右的距离)。通过图1的主控制系统16来控制驱动元件9的驱动量，拍摄元件14的检测信号被供给至运算装置12。
[0049]驱动元件9在如后述那样利用相移法求取错位波前的情况下使用。但是，也可以不具备驱动元件9，而通过晶圆载物台WST使衍射光栅10相对于测量用中间掩模4移动。并且，在不利用相移法而利用傅立叶变换法来求取错位波前的情况下，不具备驱动元件9，也无需在测量中使衍射光栅10与测量用中间掩模4相对移动。
[0050]图2(A)的光学系统是进行错位干涉的塔尔博特(Talbot)干涉仪。在图2(A)中，在投影光学系统PO的物体面设置测量用中间掩模4的销孔阵列6，销孔阵列6被照明光EL照明。销孔阵列6由在测量用中间掩模4的平板状的玻璃基板的图案面(下表面)的由金属膜构成的遮光膜6b中周期性形成的多个销孔6a构成。
[0051]如图2(B)所示，销孔阵列6是在X方向、Y方向以周期(间距)Ps/i3排列了多个销孔6a而成的阵列。这里，β是投影光学系统PO的投影倍率，销孔阵列6的由投影光学系统PO形成的像(多个销孔的像6aP)的X方向、Y方向的周期是Ps。此外，销孔阵列6的X方向、Y方向的周期也可以不同。作为一个例子，各个销孔6a的直径是衍射极限以下左右。若使用照明光EL的波长λ、投影光学系统PO的物体侧的数值孔径NAin，则衍射极限是λ/(2NAin)。
[0052]销孔6a的直径彡λ / (2NAin)…(Al)
[0053]这里，由于若将波长λ设为193nm、将数值孔径NAin大约设为0.25，则衍射极限大约为400nm，所以销孔6a的直径例如为400nm左右或者比这还小。实际上，即使仅使用一个销孔6a也能够测量投影光学系统PO的波前像差。不过，由于通过使用这样的周期性形成有多个销孔6a的销孔阵列6，拍摄元件14上的干涉条纹的光量会增大，所以能够以较高的SN比进行错位干涉方式的波前测量。
[0054]另外，销孔阵列6的周期Ps/ β例如是照明光EL的空间性相干长度以上。使用照明光学系统的射出侧的数值孔径NAIL以及波长λ，该空间性相干长度作为一个例子充其量为λ/NAIL。因此，周期Ps/β只要满足以下的条件即可。
[0055]Ps/β 彡 λ/NAIL ?λ/NAin…(Α2)
[0056]该情况下，由于若将波长λ设为193nm、将数值孔径NAin设为0.25，则空间的相干长度大约为800nm，所以周期Ps/β例如只要比SOOnm左右大即可。不过，如后述那样销孔阵列6的像的周期Ps需要进一步满足规定的条件，并且周期Ps例如为I μ m左右以上。该情况下，若将投影倍率β设为1/4，则销孔阵列6的周期Ps/β大约为4μπι左右以上，充分满足式(Α2)的条件。
[0057]另外，在图2(A)中，销孔阵列6的由投影光学系统PO实现的像形成在像面18上，在一 Z方向离该像面18距离Lg的位置配置衍射光栅10，在其下方离像面18距离Lc的位置配置拍摄元件14的受光面。衍射光栅10是在平板状的玻璃基板的一面的金属膜等遮光膜1b中沿X方向、Y方向周期性形成有光栅图案单元IlS的部件。
[0058]如图2(C)所示，在衍射光栅10的遮光膜1b中形成有沿X方向以及Y方向以周期Pg排列了多个光栅图案单元IlS的二维的光栅图案DPI。实际上，光栅图案DPI中的X方向以及Y方向的光栅图案单元IlS的排列数比图2(C)的排列多很多。光栅图案单元IlS是以在遮光膜1b中X方向以及Y方向的平均的透过率分布近似为正弦波的I个周期量的变化的方式，形成有大小各异的多个矩形(也可以是正方形)的开口图案IlSa的单元。因此，衍射光栅10(光栅图案DPI)的Y方向的平均的透过率TY的分布如图2(D)所示是周期Pg的正弦波状的分布。同样，衍射光栅10的X方向的平均的透过率TX的分布也是周期Pg的正弦波状的分布。此外，衍射光栅10的正弦波状的透过率分布的X方向以及Y方向的周期也可以相互不同。这样，光栅图案DPl由于具有正弦波状的透过率分布作为其透过率分布，所以能够称为模拟正弦光栅图案。以下，有将光栅图案DPl称为模拟正弦光栅图案DPl的情况。
[0059]图3(A)表示衍射光栅10中的一个光栅图案单元11S。光栅图案单元IlS的透过率分布等于图3(B)所示的沿X方向以周期Pg形成的一维的光栅图案单元IlSX的正弦波状的透过率分布、与图3 (C)所示的沿Y方向以周期Pg形成的一维的光栅图案单元IlSY的正弦波状的透过率分布之积。光栅图案单元IlSX是沿X方向使由线宽Li (i = I?7)的遮光部LXA和线宽Si的透过部SXA构成的部分图案逐渐改变线宽比(Li/Si)并且排列7个，将I个周期7分割的图案。同样，光栅图案单元IlSY是沿Y方向排列了 7个由线宽Li (i=I?7)的遮光部LYA和线宽Si的透过部SYA构成的部分图案的7分割而成的图案。将光栅图案单元11SXU1SY的7个部分图案的线宽L1、Si的一个例子示于图4(A)的左侧的表。各部分图案的宽度为恒定的1143nm且周期Pg大约为8μπι( = 1143 μ mX 7)。
[0060]另外，越增加光栅图案单元11SX、11SY的I个周期内的分割数，越能够使透过率分布接近正弦波。因此，作为光栅图案单元11SXU1SY，也可以使用将I个周期(这里是8μπι)9分割或者11分割的图案，来使光栅图案单元IlS的透过率分布成为9分割或者11分割等的光栅图案单元11SX、11SY的透过率分布之积的透过率分布。图4(A)的中央的表表示9分割的情况下的遮光部以及透过部的线宽L1、Si的一个例子，图4(A)的右侧的表表示11分割的情况下的遮光部以及透过部的线宽Li以及Si的一个例子。另外，在图4(A)的线宽L1、Si下，透过部的最小线宽为lOOnm。
[0061]另外，图4(B)表示通过照明光EL的照射从衍射光栅10的模拟正弦光栅图案DPl产生的O级光以及I级、2级、3级等衍射光的强度(衍射强度)的计算结果。在图4(B)中，表示了使用将I个周期分别7分割、9分割、以及11分割而成的图案作为模拟正弦光栅图案DPl的光栅图案单元IlS的情况下的衍射强度。根据该衍射强度可知，在使用了将I个周期7分割、9分割、以及11分割而成的图案的情况下，除了 O级光以及I级衍射光以外分别产生7级、9级、以及11级的衍射光。
[0062]关于这一点，在图4(C)中表示了使来自如图2(B)的销孔阵列6那样的周期性面光源的光束经由投影光学系统PO入射至衍射光栅10情况下的、来自衍射光栅10的O级光与其他的I级、2级、3级等衍射光的相干度(相干性)的计算结果。如图4(C)所示，可知衍射光的级数越大则相干度越降低。在错位干涉中需要的是O级光与±1级衍射光的干涉条纹，优选除此以外的干涉条纹较少。而且，如图4(B)所示，从光栅图案单元IlS产生的衍射强度在7分割?11分割的图案中，分别7级?11级的衍射强度增大，但如图4(C)所示，在经由前述的图2(B)的销孔阵列6、投影光学系统PO入射至衍射光栅10的情况下，从衍射光栅10产生的O级光与7级?11级的衍射光的相干度降低。因此，O级光与7级?11级的衍射光的干涉条纹的强度十分小，从本实施方式的模拟正弦光栅图案DPl产生的有效的衍射光近似仅成为O级光以及I级衍射光，由于能够大幅减少噪声光的比例，所以能够高精度地进行错位波前的测量。
[0063]在本实施方式中，光栅图案单元IlS的I个周期内的部分图案的分割数可以是奇数个也可以是偶数个。能够根据测量精度，将I个周期内的部分图案的分割数设定为奇数个或者偶数个。并且，在图4(A)的例子中，I个周期内的多个部分图案的宽度相同，但也能够使多个部分图案的宽度逐渐变化。
[0064]另外，也可以代替图3 (A)的光栅图案单元11S，而如图5 (A)所示，使用将构成光栅图案单元IlS的各种大小的矩形的开口图案IlSa置换为相同面积的圆形的开口图案IlSAa的结构的光栅图案单元11SA。并且，光栅图案单元IlS的透过率分布是X方向、Y方向的光栅图案单元11SXU1SY的透过率分布之积，但也能够如图5(B)所示，使用具有X方向、Y方向的光栅图案单元11SX、11SY的透过率分布之和的正弦波状的透过率分布的光栅图案单元11SB。光栅图案单元IISB是在创建光栅图案单元11SX、IISY的透过部之和的图案后，将该图案内的矩形的开口图案置换为相同面积的圆形的开口图案IISBa，将该图案内的矩形的遮光图案置换为相同面积的圆形的遮光图案IlSBb而成的单元。
[0065]在图2㈧中，通过了销孔阵列6的照明光EL经由投影光学系统PO入射至衍射光栅10，通过由衍射光栅10的模拟正弦光栅图案DPl产生的O级光(O级衍射光)20、X方向的± I级衍射光(未图示)、以及Y方向的± I级衍射光20A、20B等，在拍摄元件14的受光面形成图2(E)所示那样的错位干涉的干涉条纹(傅里叶图像)22。
[0066]衍射光栅10的周期Pg根据衍射光的所希望的横向偏移量(错位量)来设定，例如被设定为Ιμπι?10 μ m左右。在图4(A)的3个例子中，周期Pg是8 μ m。
[0067]该情况下，为了在拍摄元件14的受光面形成干涉条纹22，衍射光栅10的模拟正弦光栅图案DPl的形成面离像面18的距离Lg、以及拍摄元件14的受光面离像面18的距离Lc使用曝光波长λ、衍射光栅10的周期Pg、以及塔尔博特次数n，需要满足如下的条件(塔尔博特条件)。其中，塔尔博特条件(Talbot条件)的详细内容记载于“応用光学1(鶴田)，，(p.178-181，培風館，1990 年)。
[0068](1/Lg) + {1/(Lc — Lg)} = λ / (2nPg2)…(A3)
[0069]其中，η = 0、0.5、1、1.5、2、…。即，塔尔博特次数η是整数或者半整数。
[0070]在本实施方式中，由于Lc>>Lg成立，所以能够代替式(A3)而使用如下的近似式。
[0071]Lg = 2nXPg2/ λ...(Α4)
[0072]并且，为了在拍摄元件14上以较高的对比度形成干涉条纹，销孔阵列6的像的周期Ps使用周期Pg、距离Lg、距离Lc、以及规定的整数m(例如2或者4)而需要满足如下条件。该条件被公开于例如日本特开2011 — 108696号公报。
[0073]Ps = {Pg/ (I — Lg/Lc) }m...(A5)
[0074]该条件是在图2(A)中，当来自销孔阵列6的一个销孔的像6aP的光束El到达拍摄元件14上的干涉条纹22上的某个点22a时，来自其他销孔的像6aP的光束E2也达到的条件。换言之，通过该条件，可形成较高的对比度的干涉条纹22。
[0075]此外，由于Lg/Lc是比I小很多的值，所以也可以代替式(A5)而使用如下的近似式。
[0076]Ps = PgXm...(A6)
[0077]在该式中若将周期Pg设为2，则销孔阵列6的像的周期Ps为16 μ m。该情况下，将投影倍率β设为1/4，销孔阵列6的周期为64 μ m。
[0078]在式(A4)以及式(A6)的条件的基础上，将形成于拍摄元件14的受光面的干涉条纹22的强度分布的信息读取到图1的运算装置12，通过对该强度分布实施后述的运算，能够求得投影光学系统PO的波前与使其向X方向偏移后的波前的错位波前(以下称为X方向的错位波前)Wx、以及投影光学系统PO的波前与使其向Y方向偏移后的波前的错位波前(Y方向的错位波前)Wy。并且，运算装置12根据这些错位波前Wx、Wy求出投影光学系统PO的波前，进而求出其波前像差，将该波前像差的信息供给至主控制系统16。
[0079]此外，也可以如图7(A)的测量主体部的第一变形例所示那样，衍射光栅10的图案配置于距离投影光学系统PO的像面18的上方为Lg的位置。该情况下，只要将距离Lg作为负值来处理即可。
[0080]另外，在如本实施方式那样使用如ArF准分子激光(波长193nm)那样的紫外光作为照明光EL的情况下，也能够如图7(B)的第二变形例所示，将衍射光栅10的图案配置于投影光学系统PO的像面18。该情况下，无需满足上述的塔尔博特条件。
[0081]以下，参照图6的流程图对在本实施方式的曝光装置EX中使用波前测量装置80来测量投影光学系统PO的波前像差的动作的一个例子进行说明。该测量动作由主控制系统16控制。在本实施方式中作为一个例子使用相移法来求出错位波前。对于相移法，例如在日本特开2011 - 108696号公报中公开。此外，也能够利用傅立叶变换法来求出错位波
N /.刖。
[0082]首先，在图6的步骤102中，对图1的中间掩模载物台RST加载测量用中间掩模4，将测量用中间掩模4的销孔阵列6移动到照明装置ILS的照明区域。然后，驱动晶圆载物台WST，如图2(A)所示，将测量主体部8的衍射光栅10的中心移动到销孔阵列6的像的中心(步骤104)。
[0083]接下来，主控制系统16将控制用参数k的值初始化为1，使用驱动元件9将衍射光栅10的X方向、Y方向的移动量(相移量)设定为第一次的测量点的值，利用来自照明系统ILS的照明光EL照射测量用中间掩模4(步骤106)。然后，从测量用中间掩模4射出的照明光EL经由投影光学系统PO入射至衍射光栅10，利用拍摄元件14检测因包含从衍射光栅10产生的O级光的多个衍射光引起的第k次(这里是第一次)的错位干涉的干涉条纹22的强度分布Ik (步骤108)。将检测结果存储至运算装置12内的存储装置(步骤110)。
[0084]接下来，主控制系统16判断参数k是否达到表示预先决定的测量次数的K (例如是4以上的整数)(步骤112)，在参数k比K小时，动作移至步骤114，主控制系统16对参数k的值加I。而且，主控制系统16经由驱动元件9将测量主体部8的衍射光栅10沿X方向移动AXk以及沿Y方向移动Λ Yk，使相移量符合第k次的测量点的值(步骤116)。此后，返回到步骤108，反复进行因从衍射光栅10产生的衍射光引起的第k次的错位干涉的干涉条纹22的强度分布Ik的检测、以及该光强度分布的存储(步骤110)。
[0085]之后，在步骤112中，当参数k达到K时，动作移至步骤118。而且，运算装置12从内部的存储装置读出K个干涉条纹的强度分布Ik(k= I?K)的信息，使用这些强度分布Ik来计算X方向的错位波前Wx以及Y方向的错位波前Wy。例如在日本特开2011 — 108696号公报中公开有该错位波前的计算方法。该错位波前是按拍摄元件14的各像素的检测信号(光强度)计算出的相位分布。
[0086]而且，运算装置12根据X方向以及Y方向的错位波前来求出通过投影光学系统PO的照明光的波前，并且根据该波前求出波前像差(步骤120)。这里求出的波前像差的信息被供给至主控制系统16。另外，主控制系统16根据需要使用成像特性修正装置2来对投影光学系统PO的波前像差进行修正(步骤122)。此后，对中间掩模载物台RST加载实际的曝光用的中间掩模R(步骤124)，对依次载置于晶圆载物台RST的晶圆的多个镜头区域扫描曝光中间掩模R的图案像(步骤126)。
[0087]此时，由于从衍射光栅10的模拟正弦光栅图案DPl射出的大部分是O级光和±1级衍射光，高阶干涉光的量大幅降低，所以通过波前测量装置80能够高精度地测量投影光学系统PO的波前像差。因此，能够总是将投影光学系统PO的成像特性维持在所希望的状态来高精度地进行曝光。
[0088]本实施方式的效果等如下所述。
[0089]本实施方式的曝光装置EX具备基于从测量用中间掩模4的销孔阵列6射出的光束，来求出投影光学系统PO的波前信息的波前测量装置80。而且，波前测量装置80具备:衍射光栅10，其被入射从销孔阵列6射出并通过了投影光学系统PO的光束，并且在X方向以及Y方向具有周期性且X方向以及Y方向的透过率分布具有正弦波状的分布；拍摄元件14 (检测器)，其检测因从衍射光栅10产生的多个光束引起的干涉条纹22的强度分布；以及运算装置12，其基于拍摄元件14的检测结果来求出投影光学系统PO的波前信息。
[0090]另外，使用波前测量装置80来求取投影光学系统PO的波前信息的波前测量方法包含:使从测量用中间掩模4的销孔阵列6射出的光束照射至投影光学系统PO的步骤106 ；使通过了投影光学系统PO的光束入射至在X方向以及Y方向具有周期性且X方向以及Y方向的透过率分布具有正弦波状的分布的衍射光栅10的步骤108 ;以及基于因从衍射光栅10产生的多个光束引起的干涉条纹22来求出投影光学系统PO的波前信息的步骤120。
[0091]根据本实施方式，从衍射光栅10的模拟正弦光栅图案DPl产生的主要是O级光和土 I级衍射光，2级以上的高阶衍射光的强度大幅减少。因此，能够根据由从衍射光栅10产生的O级光以及I级衍射光构成的干涉条纹的强度分布高精度地求出投影光学系统PO的向X方向以及Y方向的错位波前。从而，能够使高阶干涉光等的影响减少，高效且高精度地测量投影光学系统PO的波前信息。
[0092]另外，本实施方式的曝光方法在利用照明光EL(曝光用光)对中间掩模R的图案进行照明，利用照明光EL经由该图案以及投影光学系统PO对晶圆W(基板)进行曝光的曝光方法中，为了测量投影光学系统PO的波前像差，使用本实施方式的波前测量方法。另外，本实施方式的曝光装置EX为了测量投影光学系统PO的波前像差而具备波前测量装置80。
[0093]因此，能够利用曝光波长高精度地对曝光装置的投影光学系统PO的波前像差进行评价。另外，通过对测量出的波前像差进行修正，能够高精度地进行曝光。另外，通过将该波前像差的测量结果使用于投影光学系统PO的各光学部件的校准，能够制造高性能的投影光学系统。并且，在曝光装置EX中能够在主体上(on body)高精度地测量投影光学系统PO的全视场下的波前像差。
[0094]此外，在本实施方式中能够进行以下那样的变形。
[0095]首先，本实施方式的衍射光栅10的模拟正弦光栅图案DPl是在X方向、Y方向具有周期性的二维的图案，但例如在仅求出投影光学系统PO的X方向的错位波前即可的情况下，作为模拟正弦光栅图案，能够使用在X方向周期性排列有图3(B)的X方向的光栅图案单元IlSX的图案。同样，在仅求出Y方向的错位波前即可的情况下，作为模拟正弦光栅图案，能够使用在Y方向周期性排列有图3(C)的Y方向的光栅图案单元IlSY的图案。
[0096]另外，作为图2(A)的衍射光栅10的图案，也可以使用图8的第一变形例的模拟正弦光栅图案DP2。模拟正弦光栅图案DP2是在Y方向以周期3Pg形成了多个光栅图案单元IlMY而成的图案。该情况下，模拟正弦光栅图案DP2的Y方向的平均的透过率分布是周期Pg的正弦波状。而且，各光栅图案单元IlMY如图8中的放大图B所示，是在Y方向并列形成了由将正弦波状的透过率分布的I个周期Pg7分割的部分图案(遮光部LYA以及透过部SYA)构成的光栅图案单元11SY、由将I个周期Pg9分割的部分图案(遮光部LYB以及透过部SYB)构成的光栅图案单元11TY、以及由将I个周期Pgll分割的部分图案(遮光部LYC以及透过部SYC)构成的光栅图案单元IlUY的3种混合图案。
[0097]从该模拟正弦光栅图案DP2 (3种混合图案)产生的衍射光的强度如图4(B)所示，O级光以及I级衍射光的强度较大，2级以上的衍射光的强度近似为O。因此，在将形成了模拟正弦光栅图案DP2的衍射光栅配置于投影光学系统PO的像面侧来进行错位波前的测量的情况下，由于所形成的干涉条纹中的高阶干涉光的噪声近似为0，所以能够极高精度地进行错位波前的测量。
[0098]另外，作为图2 (A)的衍射光栅10的图案，也可以使用图9 (A)的第二变形例的模拟正弦光栅图案DP3。模拟正弦光栅图案DP3是在X方向、Y方向分别以周期2Pg形成有多个光栅图案单元11M2而成的图案。该情况下，模拟正弦光栅图案DP3的X方向以及Y方向的平均的透过率分布分别为周期Pg的正弦波状。而且，各光栅图案单元11M2如图9(B)的放大图所示，是在X方向以及Y方向并列形成有与将正弦波状的X方向以及Y方向的透过率分布的I个周期Pg分别7分割的部分图案之积(或者也可以是和。以下相同)相当的二维的光栅图案单元11S、与将I个周期Pg9分割的部分图案之积相当的二维的光栅图案单元11T、与将I个周期Pgll分割的部分图案之积相当的光栅图案单元11U、与将I个周期Pgl3分割的部分图案之积相当的光栅图案单元IlW的4种混合的二维图案。
[0099]从该二维的模拟正弦光栅图案DP3 (4种混合图案)产生的衍射光的强度在X方向以及Y方向这两方2级以上的衍射光的强度近似为O。因此，在将形成了模拟正弦光栅图案DP3的衍射光栅配置于投影光学系统PO的像面侧来进行错位波前的测量的情况下，由于所形成的干涉条纹中的高阶干涉光的噪声近似为0，所以能够极高精度地进行X方向以及Y方向的错位波前的测量。
[0100]另外，上述的实施方式也能够应用于使用了周期性面光源的非相干照明测量系统，还能够应用于使用了单一销孔的相干照明测量系统。
[0101][第二实施方式]
[0102]接下来，参照图10(A)?图1l(B)对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的波前像差测量装置的基本结构与图1的波前测量装置80相同，但在本实施方式中，测量用中间掩模的图案具有正弦波状的透过率分布，在衍射光栅形成有通常的多个开口图案。以下，在图10(A)?图1l(B)中，对于与图2(A)?图2(D)对应的部分标注相同的符号来省略或者简化其详细的说明。
[0103]图10(A)是表示本实施方式的波前像差测量装置的测量主体部8A、测量用中间掩模4A、以及投影光学系统PO的图。在本实施方式中，在测量用中间掩模4A形成有是沿X方向以及Y方向以周期Ps/β (β是投影倍率)排列了多个射出图案单元7S的结构，且X方向以及Y方向的平均的透过率分布为周期Ps/β的正弦波状的光栅图案(以下，称为模拟正弦光栅图案)LP1。如图10(B)所示，一个射出图案单元7S与图2 (C)的衍射光栅10的光栅图案单元IlS同样，是在遮光膜7b中形成了大小不同的多个矩形(也可以是正方形)的开口图案7Sa而成的单元。射出图案单元7S的Y方向以及X方向的平均的透过率分布TY以及TX如图10(C)以及⑶所示是周期Ps/β的正弦波状。
[0104]另外，在测量主体部8Α的衍射光栅10Α，如图10(E)所示，在遮光膜1b中沿X方向、Y方向以周期Pg形成有正方形的开口图案10a。因此，在测量主体部8A的拍摄元件14的受光面，形成因O级光20、+1级衍射光20A、以及一 I级衍射光20A等引起的干涉条纹22 (参照图 11(F))。
[0105]在本实施方式中，将在使用了由将I个周期9分割的部分图案构成的图案作为图10⑶的测量用中间掩模4A的射出图案单元7S的情况下，计算出从衍射光栅1A射出的O级光与I级、2级、3级等衍射光的相干度的结果示于图11 (B)。另外，将该情况下的射出图案单元7S的9分割后的部分的遮光部以及透过部的线宽L1、Si(nm)的例子示于图11 (A)。图1l(A)的右侧的例子是最小线宽为10nm的例子，左侧的例子是最小线宽为400nm的例子。这2个例子是各部分图案的线宽大约为3556nm，周期Ps/β大约为32μπι( = 3556nmX9)的例子。
[0106]而且，在图11⑶中表示了使用由最小线宽为10nm以及400nm的射出图案单元构成的模拟正弦光栅图案LPl的情况下的相干度。由图11⑶可知，与I级光的相干度较大，与9级以外的衍射光的相干度近似为O。另外，与9级的衍射光的相干度相对较大，但由于从衍射光栅1A产生的9级的衍射光的强度很小，所以高阶干涉光被大幅减少。结果，在本实施方式中，也能够通过相移法或者傅立叶变换法，高精度地求出投影光学系统PO的X方向、Y方向的错位波前。
[0107]另外，本实施方式的波前测量装置具备:测量用中间掩模4A(光射出部)，其具有射出作为X方向以及Y方向(或者这些中的一个方向)的光量分布而具有正弦波状的分布(也可以是其中I个周期量的分布)的光束的射出图案单元7S ;衍射光栅10A，其被入射从测量用中间掩模4A射出并通过了投影光学系统PO的光束(经过照射工序的光束)(执行入射工序)，并且在X方向以及Y方向(或者这些中的一个方向)具有周期性；拍摄元件14 (检测器)，其检测因从衍射光栅1A产生的多个光束引起的干涉条纹22的强度分布；以及运算装置(与图1的运算装置12相同的运算装置)，其基于拍摄元件14的检测结果来求出投影光学系统PO的波前信息(执行求取波前信息的工序)。
[0108]根据本实施方式，由于入射至投影光学系统PO的光束的光量分布具有正弦波状的分布，所以可降低从衍射光栅1A射出的高阶衍射光等的影响。因此，高阶干涉光等的影响降低，能够高精度地测量投影光学系统PO的波前信息。
[0109]此外，在本实施方式中，也可以使用在X方向或者Y方向具有正弦波状的透过率分布的一维的图案作为测量用中间掩模4A的模拟正弦光栅图案LP1。并且，作为模拟正弦光栅图案LP1，也可以如图8(A)所示，使用组合了 I个周期内的分割数不同的多个射出图案单元(与光栅图案单元11SY、11TY、11UY相当的图案)的混合图案。另外，也可以如图9(A)所示，使用组合了在X方向以及Y方向I个周期内的分割数不同的多个射出图案单元(与光栅图案单元IlS?IlW相当的图案)的混合图案。
[0110]在以来自由图9(A)那样的混合图案构成的模拟正弦光栅图案(具有周期性的正弦波状的亮度分布的面光源)的光束经由投影光学系统PO对衍射光栅1A进行了照明的情况下，来自衍射光栅1A的O级光与I级、2级等衍射光的相干度如图9(C)所示，与I级衍射光的相干度较大，与其他衍射光的相干度近似为O。因此，能够利用错位干涉法更高精度地测量投影光学系统PO的波前像差。
[0111]此外，衍射光栅1A的图案也可以是泊松光栅状。并且，在对测量用中间掩模4A设置了模拟正弦光栅图案LPl的状态下，也可以使用形成有模拟正弦光栅图案的衍射光栅作为衍射光栅10A。
[0112]另外，在上述的实施方式中，也可以代替测量用中间掩模4A而使用亮度分布为正弦波状的光源(光射出部)。
[0113]此外，本发明能够应用于使用塔尔博特干涉仪以外的任意干涉仪来检测因错位干涉等引起的干涉条纹而测量被检光学系统的波前像差的情况。
[0114]另外，在上述的实施方式中，在使用ArF准分子激光(波长193nm)等作为曝光用的照明光EL(曝光用光)并使用由折射系统或者反射折射系统等构成的投影光学系统的曝光装置中，测量投影光学系统的波前像差。然而，上述实施方式的波前测量方法以及装置也能够应用于在使用波长为10nm左右以下例如11?15nm左右的范围内(例如13.5nm)的EUV光(Extreme Ultrav1let Light)作为曝光用光,使用由反射系统构成的投影光学系统的曝光装置(EUV曝光装置)中，测量投影光学系统的波前像差的情况。在应用于EUV曝光装置的情况下，测量主体部的测量用中间掩模也是反射型。
[0115]另外，在使用上述实施方式的曝光装置EX或者曝光方法制造半导体器件等电子器件(微型器件)的情况下，该电子器件如图12所示，经由下述步骤来制造:进行器件的功能/性能设计的步骤221、制作基于该设计步骤的掩模(中间掩模)的步骤222 ;制造作为器件的基体材料的基板(晶圆)的步骤223 ;包含通过前述实施方式的曝光装置EX或者曝光方法将掩模的图案曝光于基板的工序、使曝光后的基板显影的工序、显影后的基板的加热(固化)以及蚀刻工序等的基板处理步骤224 ;器件组装步骤(切割工序、联接工序、封装工序等加工工序)225、以及检查步骤226等。
[0116]换言之，上述的器件的制造方法包含:使用上述实施方式的曝光装置EX或者曝光方法，经由掩模的图案对基板(晶圆W)进行曝光的工序；以及对该曝光后的基板进行处理的工序(即，使基板的抗蚀剂显影、并将与该掩模的图案对应的掩模层形成在该基板的表面的显影工序、以及经由该掩模层对该基板的表面加工(加热以及蚀刻等)的加工工序)。
[0117]根据该器件制造方法，由于能够高精度地将曝光装置EX的投影光学系统的成像特性维持在目标的状态，所以能够高精度地制造电子器件。
[0118]此外，上述实施方式的波前测量方法以及装置也能够应用于测量步进型的曝光装置的投影光学系统的波前像差的情况。
[0119]并且，本发明也能够应用于测量曝光装置的投影光学系统以外的光学系统、例如显微镜的物镜、或者照相机的物镜等的波前像差的情况。
[0120]此外，本发明并不限于上述的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够得到各种结构。
[0121]另外，引用本申请所记载的上述公报、各国际公开手册、美国专利、或者美国专利申请公开说明书中的公开作为本说明书所记载的一部分。另外，直接引用包含说明书、权利要求书、附图以及摘要的2012年5月30日提出的日本国专利申请第2012 — 123813号的全部公开内容并编入本申请。
[0122]符号说明
[0123]EX…曝光装置；ILS…照明装置；R…中间掩模；RST…中间掩模载物台；P0...投影光学系统；W…晶圆；LP1...光栅图案；DP1?DP3...光栅图案；WB…晶圆基底；4…测量用中间掩模；6…销孔阵列；7S…射出图案单兀；8…测量主体部；9…驱动兀件；10…衍射光栅；IlS…光栅图案单元；12…运算装置；14…拍摄元件；16...主控制系统；17...晶圆载物台控制系统；80…波前测量装置。
【权利要求】
1.一种波前测量方法，是求出被检光学系统的波前信息的波前测量方法，其特征在于，包含下述步骤: 使从光射出部射出的光束照射至所述被检光学系统； 使通过了所述被检光学系统的光束入射至至少在第一方向具有周期性且所述第一方向的透过率分布具有正弦波状的分布的衍射光栅；以及 基于因从所述衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹来求出所述被检光学系统的波前信息。
2.根据权利要求1所述的波前测量方法，其特征在于， 所述衍射光栅在所述第一方向具有交替地排列了N对使光透过的第一部分和遮挡光的第二部分的区域，并且邻接的所述第一部分与所述第二部分的宽度之比逐渐变化，其中，N是2以上的整数。
3.根据权利要求2所述的波前测量方法，其特征在于， 所述衍射光栅在所述第一方向具有:在所述正弦波状的分布的I个周期量的宽度内交替地排列了 N对使光透过的第一部分和遮挡光的第二部分的第一区域、和在所述I个周期量的宽度内交替地排列了 NI对使光透过的第三部分和遮挡光的第四部分的第二区域，其中，NI为2以上且与N不同的整数。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的波前测量方法，其特征在于， 所述衍射光栅在与所述第一方向正交的第二方向也具有周期性，并且所述第二方向的透过率分布具有正弦波状的分布。
5.一种波前测量方法，是求出被检光学系统的波前信息的波前测量方法，其特征在于，包含下述步骤: 使具有正弦波状的分布中至少I个周期量的分布作为第一方向的光量分布的光束照射至所述被检光学系统； 使通过了所述被检光学系统的光束入射至至少在与所述第一方向对应的方向具有周期性的衍射光栅；以及 基于因从所述衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹来求出所述被检光学系统的波前信息。
6.根据权利要求5所述的波前测量方法，其特征在于， 所述第一方向的光量分布具有多个周期的正弦波状的分布。
7.根据权利要求5或者6所述的波前测量方法，其特征在于， 所述第一方向的光量分布由光射出部生成， 所述光射出部在所述第一方向交替地排列N对产生光的第一部分和不产生光的第二部分而形成，邻接的所述第一部分与所述第二部分的宽度之比逐渐变化，其中，N是2以上的整数。
8.根据权利要求7所述的波前测量方法，其特征在于， 所述光射出部在所述第一方向具有:在所述正弦波状的分布的I个周期量的宽度内交替地排列了 N对产生光的第一部分和不产生光的第二部分的第一射出部、和在所述I个周期量的宽度内交替地排列了 NI对产生光的第三部分和不产生光的第四部分的第二射出部，其中，NI为2以上且与N不同的整数。
9.根据权利要求7或者8所述的波前测量方法，其特征在于， 所述光射出部具有光源、和与所述第一方向对应的方向的透过率或者反射率具有正弦波状的分布的测量用掩模， 在使从所述光射出部射出的光束照射至所述被检光学系统时， 使从所述光源射出的光束照射至所述测量用掩模，使通过了所述测量用掩模的光束照射至所述被检光学系统。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的波前测量方法，其特征在于， 所述衍射光栅在与所述第一方向正交的第二方向所对应的方向也具有周期性， 从所述光射出部射出的所述光束还具有正弦波状的分布中至少I个周期量的分布作为所述第二方向的光量分布。
11.根据权利要求10所述的波前测量方法，其特征在于， 从所述光射出部射出的所述光束的光量分布是所述第一方向的正弦波状的第一光量分布、与所述第二方向的正弦波状的第二光量分布之积或者和的分布。
12.根据权利要求2、3、7或者8所述的波前测量方法，其特征在于， 所述整数N是奇数或者偶数。
13.—种曝光方法,其特征在于， 在利用曝光用光对图案进行照明，并利用所述曝光用光经由所述图案以及投影光学系对基板进行曝光的曝光方法中， 为了测量所述投影光学系统的波前像差，使用权利要求1至12中任意一项所述的波前测量方法。
14.一种波前测量装置，是基于从光射出部射出的光束，来求出被检光学系统的波前信息的波前测量装置，其特征在于，具备: 衍射光栅，其被入射从所述光射出部射出并通过了所述被检光学系统的光束，至少在第一方向具有周期性且所述第一方向的透过率分布具有正弦波状的分布， 检测器，其检测因从所述衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹的强度分布；以及 运算装置，其基于所述检测器的检测结果来求出所述被检光学系统的波前信息。
15.根据权利要求14所述的波前测量装置，其特征在于， 所述衍射光栅在所述第一方向具有交替地排列了N对使光透过的第一部分和遮挡光的第二部分的区域，邻接的所述第一部分与所述第二部分的宽度之比逐渐变化，其中，N是2以上的整数。
16.根据权利要求15所述的波前测量装置，其特征在于， 所述衍射光栅在所述第一方向具有:在所述正弦波状的分布的I个周期量的宽度内交替地排列了 N对使光透过的第一部分和遮挡光的第二部分的第一区域、和在所述I个周期量的宽度内交替地排列了 NI对使光透过的第三部分和遮挡光的第四部分的第二区域，其中，NI为2以上且与N不同的整数。
17.根据权利要求14至16中任意一项所述的波前测量装置，其特征在于， 所述衍射光栅在与所述第一方向正交的第二方向也具有周期性，并且所述第二方向的透过率分布具有正弦波状的分布。
18.一种波前测量装置，是求出被检光学系统的波前信息的波前测量装置，其特征在于，具备: 光射出部，其射出具有正弦波状的分布中至少I个周期量的分布作为第一方向的光量分布的光束； 衍射光栅，其被入射从所述光射出部射出并通过了所述被检光学系统的所述光束，至少在与所述第一方向对应的方向具有周期性； 检测器，其检测因从所述衍射光栅产生的多个光束引起的干涉条纹的强度分布；以及 运算装置，其基于所述检测器的检测结果来求出所述被检光学系统的波前信息。
19.根据权利要求18所述的波前测量装置，其特征在于， 从所述光射出部射出的所述光束的所述第一方向的光量分布具有多个周期的正弦波状的分布。
20.根据权利要求18或者19所述的波前测量装置，其特征在于， 所述光射出部在所述第一方向交替地排列N对产生光的第一部分和不产生光的第二部分而形成，并且邻接的所述第一部分和所述第二部分的宽度之比逐渐变化，其中，N是2以上的整数。
21.根据权利要求20所述的波前测量装置，其特征在于， 所述光射出部在所述第一方向具有:在所述正弦波状的分布的I个周期量的宽度内交替地排列了 N对产生光的第一部分和不产生光的第二部分的第一射出部、和在所述I个周期量的宽度内交替地排列了 NI对产生光的第三部分和不产生光的第四部分的第二射出部，其中，NI为2以上且与N不同的整数。
22.根据权利要求18至21中任意一项所述的波前测量装置，其特征在于， 所述光射出部具有光源、和与所述第一方向对应的方向的透过率或者反射率具有正弦波状的分布的测量用掩模， 使从所述光源射出的光束照射至所述测量用掩模，并使通过了所述测量用掩模的光束照射至所述被检光学系统。
23.根据权利要求18至22中任意一项所述的波前测量装置，其特征在于， 所述衍射光栅在与所述第一方向正交的第二方向所对应的方向也具有周期性， 从所述光射出部射出的所述光束还具有正弦波状的分布中至少I个周期量的分布作为所述第二方向的光量分布。
24.根据权利要求23所述的波前测量装置，其特征在于， 从所述光射出部射出的光束的光量分布是所述第一方向的正弦波状的第一光量分布与所述第二方向的正弦波状的第二光量分布之积或者和的分布。
25.根据权利要求15、16、20或者21所述的波前测量装置，其特征在于， 所述整数N是奇数或者偶数。
26.—种曝光装置，其特征在于， 在利用曝光用光对图案进行照射，并利用所述曝光用光经由所述图案以及投影光学系统对基板进行曝光的曝光装置中， 为了测量所述投影光学系统的波前像差，具备权利要求14至25中任意一项所述的波前测量装置。
27.一种器件制造方法，其特征在于，包含下述步骤:使用权利要求13所述的曝光方法对感光性基板进行曝光；以及对所述曝光后的感光性基板进行处理。
28.一种器件制造方法，其特征在于，包含下述步骤:使用权利要求26所述的曝光装置对感光性基板进行曝光；以及对所述曝光后的感光性基板进行处理。
【文档编号】H01L21/027GK104335021SQ201380027918
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】大泷桂, 杉崎克己, 玄间隆志 申请人:株式会社尼康